KR20140068385A - 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치에 관한 것으로, 미세조류를 이용하여 바이오디젤을 생산함에 있어서 지질을 추출하기 위하여 화학약품을 사용하는 종래의 방식이 가지는 문제점을 해소할 수 있는 새로운 방식의 미세조류 처리 기술을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다. 특히, 본 발명은 화학약품의 사용 없이 경제적이면서 보다 효율적으로 지질을 추출할 수 있는 새로운 미세조류 처리 기술을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 처리 대상의 미세조류가 포함된 액체가 주입되어 채워지는 챔버와; 챔버 내부에 삽입되어 위치되는 고전압 전극 및 접지 전극, 상기 챔버 내부에서 고전압 전극과 접지 전극 사이를 연결하도록 위치되는 와이어를 포함하는 액중 전기폭발 장치;를 포함하며, 고전압 전원장치로부터 고전압 전극에 전압이 인가될 때 상기 와이어의 액중 전기폭발에 의해 발생하는 충격파의 압력이 챔버 내 액중의 미세조류에 가해지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치를 제공한다.

Description

액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치{Apparatus for microalgae treatment using wire explosion in liquid}

본 발명은 미세조류 처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배양액에서 배양된 미세조류로부터 지질을 화학약품의 사용 없이 효과적으로 추출하기 위한 미세조류 처리 장치에 관한 것이다.

최근 급격한 인구증가와 산업발전으로 인해 화석연료의 사용이 급속도로 증가하고 있고, 이로 인해 에너지 수급에 균형이 무너지는 에너지 부족 문제가 점차 현실화되고 있다.

또한 세계적으로 석탄 및 석유자원이 점차 고갈되어감에 따라 대체 에너지 개발에 대한 관심이 증가하고 있으며, 그 중에 재배를 통해 대량으로 얻을 수 있는 천연자원 및 폐기름 등을 재활용하여 에너지원으로 이용하고자 하는 연구가 관심을 끌고 있다.

화학산업의 세계적인 흐름의 하나로서 최근에 괄목할만한 움직임은 식물, 해조류, 유기성 폐기물 등 바이오매스 자원을 이용한 바이오화학 산업의 성장이다.

바이오매스를 이용한 바이오화학 기술은 효소나 미생물 등 생촉매를 이용한 생물공학적 전환기술이나 화학촉매나 열분해 등의 물리화학적 전환기술을 통해 바이오매스로부터 바이오연료나 바이오 기반 화학제품을 생산하는 기술을 의미한다.

바이오매스는 이산화탄소 배출에 중립적이고 재생 가능한 유일한 탄소자원이기 때문에 바이오화학 기술은 화석원료에 기반을 둔 화학산업의 원유 의존도를 줄일 수 있고, 이산화탄소 배출을 감축시킬 수 있는 친환경 화학기술로 부각되고 있다.

이와 같이 석유 대체 연료원으로 생물자원을 활용한 생물연료(바이오에탄올, 바이오디젤) 기술이 주목을 받고 있지만, 작물을 이용한 생물연료의 개발은 경작지 확대에 따른 생태계 파괴, 식용작물 활용으로 인한 식량부족 등의 문제를 야기한다.

따라서, 작물 대신 수중식물의 대부분을 차지하는 미세조류(microalgae)를 원료로 활용하는 기술이 차세대 바이오디젤 기술로서 많은 관심을 받고 있다.

광합성 미생물인 미세조류의 태양에너지 이용효율은 육상식물에 비해 크게 높으며, 이산화탄소 고정화 속도 또한 육상식물에 비해 매우 효율적인 것으로 알려져 있다.

또한 미세조류는 성장률이 매우 빠르고, 극한환경에서도 성장이 가능하며, 미세조류의 단위면적당 바이오디젤 생산량은 식용작물인 대두와 비교될 수 없을 정도로 매우 많다.

이렇게 미세조류는 유휴 경작지를 이용한 배양, 식량문제와의 무관 등 여러 장점을 가지므로 장기적으로는 화석연료로부터 생산되는 디젤을 대체할 바이오디젤을 생산할 수 있는 유일한 자원으로 평가되고 있다.

일반적으로 미세조류는 크기가 30 마이크론 이하이며, 조류의 특성상 배양시설 등과 같은 폐쇄된 생산 체계에서 자동으로 대량 배양이 가능하고, 다른 작물과 토지나 공간에서 경쟁하지 않는 특성을 지니고 있다.

또한 미세조류는 바이오매스에 대해 20 ~ 65%의 지질을 함유하고 있고, 지질의 함량이 건조물의 80%까지 이르는 종도 있으며, 일부 종에 함유되어 있는 지질은 식물유와 매우 유사하여 이를 생물연료로 만드는데 아주 적합한 것으로 알려져 있다.

미세조류로부터 바이오디젤을 생산하기 위해서는 미세조류의 생장과 지질의 함량이 중요한 요소이며, 현재 빠른 생장과 높은 지질 함량을 가지는 품종들로의 개량 및 그 연구가 활발히 이루어지고 있다.

특히, 미세조류 중에서 녹조류에 속하는 세네데스무스 디모르푸스(Scenedesmus dimorphus)는 16 ~ 30％의 지질을 함유하고 있어 바이오디젤 생산을 위해 이용되고 있는 종으로, 지질 함량을 높여 바이오디젤의 생산에 유용한 다양한 개량 품종들이 알려지고 있다.

한편, 미세조류(녹조류, 남조류 등)를 이용한 바이오디젤 생산에 있어서 생산비용의 절감이 중요한 기술적 과제가 되고 있다.

미세조류가 함유하고 있는 지질을 이용하여 바이오디젤과 같은 생물연료를 만들기 위해서는 세포막 내부에 광합성에 의해 축적되어 있는 지질을 추출해야 한다.

미세조류로부터 효과적으로 지질을 추출하기 위한 방법으로는 에탄올, 메탄올 등의 유기용매를 이용하여 지질을 녹여내는 처리 방식이 주로 이용되고 있고, 최근 펄스 전기장(PEF;Pulsed Electric Field)을 가하여 세포막에 미세한 구멍을 천공한 뒤 유기용매를 이용하여 추출 효율을 높이는 연구도 진행되고 있다(구멍을 통해 세포막 내에 유기용매를 넣어 지질이 녹아 흘러나오도록 함).

그러나, 유기용매를 이용하여 지질을 녹여내는 방식은 대량의 화학약품을 사용하여야 하고, 지질과 화학약품을 분리하는 공정이 추가로 필요하므로 경제성이 좋지 못한 단점을 가진다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 미세조류를 이용하여 바이오디젤을 생산함에 있어서 미세조류 내 축적된 지질을 추출하기 위해 화학약품을 사용하는 종래의 방식이 가지는 문제점을 해소할 수 있는 새로운 방식의 미세조류 처리 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 종래의 경우 화학약품 사용으로 인한 비용, 미세조류를 건조하기 위한 전처리 공정, 지질과 화학약품을 분리하는 후처리 공정(회수 공정) 등에 소요되는 비용으로 인해 경제성이 크게 저하되는 문제점이 있었으며, 이에 본 발명은 화학약품의 사용 없이 경제적이면서 보다 효율적으로 지질을 추출할 수 있는 새로운 미세조류 처리 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 처리 대상의 미세조류가 포함된 액체가 주입되어 채워지는 챔버와; 챔버 내부에 삽입되어 위치되는 고전압 전극 및 접지 전극, 상기 챔버 내부에서 고전압 전극과 접지 전극 사이를 연결하도록 위치되는 와이어를 포함하는 액중 전기폭발 장치;를 포함하며, 고전압 전원장치로부터 고전압 전극에 전압이 인가될 때 상기 와이어의 액중 전기폭발에 의해 발생하는 충격파의 압력이 챔버 내 액중의 미세조류에 가해지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 챔버는 그 내벽이 형성하는 내부공간의 형상이 전체적으로 구형으로 이루어진 챔버가 될 수 있다.

또한 고전압 전극과 접지 전극이 절연체에 의해 피복된 상태로 챔버 내부에 각각 별도 삽입되는 독립된 전극으로 구비되고, 두 전극 중 어느 하나가 챔버 내부에 미리 삽입된 상태에서 와이어가 고정된 다른 하나의 전극이 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 고전압 전극과 접지 전극은 절연체에 의해 피복되어 절연되는 동축형의 일체 전극이고, 챔버 내부에 삽입된 고전압 전극과 접지 전극의 선단부 사이에 와이어가 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 고전압 전극과 접지 전극은 절연 상태로 챔버 내부에 나란하게 삽입되어 배치되는 평행형 전극인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 두 전극 사이에 연결된 와이어가 챔버 내에서 중심부에 위치하도록 고전압 전극과 접지 전극이 챔버 내 중심부를 향해 길게 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 챔버 일측에는 처리 대상의 미세조류가 포함된 액체가 주입되는 부분이면서 전기폭발시에 액체 중 일부가 배출되도록 하여 챔버에 작용하는 충격파 압력 중의 일부를 해소하기 위한 리크홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 고전압 전극과 접지 전극이 상기 리크홀을 통해 챔버 내부에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 미세조류 처리 장치는 화학약품의 사용 없이 액중 전기폭발에 의해 발생하는 충격파를 이용하여 미세조류 내 지질을 추출하는 방식으로서, 수분을 제거한 뒤 지질을 추출하는 종래의 방식에 비해 수중에서 지질을 바로 추출할 수 있으므로 건조 및 회수 과정에서 발생하는 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

특히, 종래의 방식에 비해 저렴한 비용으로 바이오디젤을 대량 생산하는 것이 가능하여 바이오디젤의 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있고, 경제성을 크게 개선할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치를 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치에 관한 것으로서, 미세조류가 주입된 챔버 내에서 고압의 충격파를 발생시켜 미세조류에 가해줌으로써 세포막 내에 축적된 지질을 외부로 유출시키는 방식이 적용된다.

특히, 본 발명에서는 미세조류가 존재하는 액체에 고압의 충격파를 발생시키기 위해 챔버 내 액중의 와이어에 고전압을 인가하여 전기폭발시키는 액중 와이어 전기폭발(wire explosion) 방식이 이용된다.

상기와 같이 와이어를 전기폭발시키는 방식에 의하면, 와이어가 위치한 챔버 내 액체에 수천 기압의 충격파를 발생시킬 수 있으며, 넓은 범위에 매우 강한 충격파를 인가할 수 있다.

이러한 충격파의 압력이 액체에 존재하는 미세조류에 가해질 경우 세포막이 파손되면서 내부에 축적되어 있던 지질이 챔버 내 액체로 유출될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액중 전기폭발 방식의 미세조류 처리 장치를 나타내는 개략도로서, 도시된 미세조류 처리 장치의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 미세조류 처리 장치는 물 또는 배양액 등의 액체와 함께 미세조류가 투입되어 채워지는 챔버(10)를 포함하며, 이 챔버(10) 내에는 충격파를 발생시키기 위한 액중 전기폭발 장치(20)가 배치된다.

여기서, 챔버(10)는 미세조류를 포함하는 액체가 채워지는 고압 용기로, 액중 전기폭발에 의해 발생하는 충격파의 압력에 견딜 수 있는 금속 재질의 고압 용기가 사용될 수 있다.

전기폭발에 의해 발생하는 충격파의 압력은 수천 기압의 고압이므로 충격파의 압력이 내부에서 작용하더라도 견딜 수 있는 고강도의 고압 용기가 사용되어야 한다.

이때, 챔버(10)의 형상은 원통이나 육면체 등의 다양한 형상 중 어느 하나가 될 수 있으나, 구형의 챔버(10)를 사용하는 것이 효율의 극대화를 위해 바람직하다.

챔버 내에서 발생한 충격파는 외부로 진행되어 사라지는 것이 아니라, 내부의 액체를 통해 전달되어 챔버 내벽에 부딪힌 뒤 반사되어 되돌아오고 다시 챔버 내벽으로 진행되는 과정을 반복하므로, 유한의 내부 영역을 가지는 챔버의 형상, 및 그 내벽이 형성하는 챔버 내부공간의 형상을 구형으로 만들어 주면, 충격파 에너지를 가하여 미세조류의 지질을 추출하는 본 발명의 미세조류 처리 장치에서, 상기한 충격파 전달 및 진행 과정이 반복되면서 에너지 효율이 극대화될 수 있다.

충격파의 반사를 통해 챔버 내에 존재하는 미세조류에 반복된 충격 에너지를 가해줄 수 있는 것이다.

또한 챔버의 내부공간은 기본적으로 밀폐된 공간, 적어도 전기폭발이 이루어지는 시점에서는 외부와 단절된 밀폐된 공간이 되어야 하는데, 만약 챔버를 개폐 가능한 구조로 제작한 경우, 예를 들어 개폐도어를 설치하거나 챔버가 분리되는 구조로 구성된 경우에는, 내부공간이 밀폐되도록 닫힌 상태 또는 조립된 상태에서 전기폭발에 의한 충격파를 충분히 견딜 수 있게 구조적으로 설계되어야 한다.

즉, 개폐도어를 닫아준 뒤 고압 상태에서도 견딜 수 있게 고정하는 잠금장치를 설치하거나, 분리된 구조에서는 분리된 챔버를 조립한 뒤 고정하는 고정장치 내지 장금장치, 밀봉장치 등을 구비할 수 있다.

물론, 도 1의 실시예에서 구형의 챔버가 사용되고 있으므로 챔버가 설치된 위치에서 챔버 위치를 움직이지 않게 고정해주는 구조물이 필요하며, 이러한 고정 구조물에 대해서는 도 1에서 도시를 생략하였음을 밝혀둔다.

도 1에 나타낸 바와 같은 구형의 챔버를 지면에 고정하기 위한 구조물은 당업자 수준에서 충분히 구성할 수 있는 것이므로 도시를 생략하였다.

그리고, 챔버(10)의 일측에는 미세조류가 포함된 액체를 주입하는데 사용됨과 더불어 챔버(10)에 작용하는 충격파 압력 중의 일부를 해소하기 위한 리크홀(11)이 형성될 수 있다.

이에 미세조류가 포함된 액체(배양액이나 물 등)를 리크홀(11)을 통해 밀폐된 챔버(10) 내부공간으로 주입할 수 있으며, 특히 전기폭발시에 액체 중의 일부가 리크홀(11)을 통해 유출될 수 있게 하여 챔버의 약한 부분에서 파괴가 일어나는 것을 방지할 수 있다.

이렇게 챔버(10) 내부의 액체가 리크홀(11)을 통해 일부 유출되도록 할 경우에는 챔버 내 액중 전기폭발의 충격파 압력이 일부 해소되면서 챔버의 원하지 않은 파괴를 방지할 수 있다.

물론, 리크홀(11)을 통해 압력 일부가 해소되더라도 전기폭발에 의해 발생하는 충격파의 압력은 고압이므로 챔버(10) 내에 미세조류의 지질을 추출할 수 있는 고압 조건은 조성될 수 있다.

한편, 액중 전기폭발 장치의 구성요소로서, 상기 챔버(10)의 내부에는 고전압을 인가해주기 위한 두 개의 액중 전극, 즉 고전압 전극(21)과 접지 전극(22)이 삽입되어 배치되고, 상기 고전압 전극(21)과 접지 전극(22) 사이에는 와이어(23)가 연결된다.

이때, 고전압 전극(21)과 접지 전극(22)은 챔버(10)와의 절연을 위해 절연체(21a,22a)에 의해 피복된 상태로 챔버(10) 내부에 삽입된다.

고전압 전극(21)은 외부의 고전압 전원장치(24)와 연결되는 전극이고, 접지 전극(22)은 외부의 접지단에 연결되는 전극으로, 와이어(23)가 두 전극(21,22) 사이에 전기적으로 연결된 상태에서 고전압 전원장치(24)로부터 고전압 전극(21)을 통해 와이어(23)에 고전압이 인가되면 챔버(10) 내 액중 전기폭발이 일어나게 된다.

와이어(23)는 챔버(10) 내에서 전기폭발에 의해 나노분말로 변하여 액중에 분산되었다가 공정이 완료되면 자중에 의해 챔버(10) 내 아래 위치로 모이게 되는데 이러한 액중 전기폭발 방식은 챔버 내 액중 또는 기중 조건에서 고전압을 인가하여 와이어(나노분말의 원료가 됨)로부터 나노분말을 제조하는 나노분말 제조장치의 원리와 유사하다.

다만, 본 발명의 미세조류 처리 장치는 나노분말 제조장치에서와 유사한 원리에 의해 발생하는 액중 전기폭발, 즉 와이어(23)에 고전압을 인가하여 발생하는 액중 전기폭발의 충격파를 미세조류에 가하여 지질을 추출하는데 이용한다는 점에서 새롭고 진보된 특징이 있다.

즉, 미세조류가 포함된 액체 내에서 전기폭발에 의해 충격파를 발생시키고, 이 충격파의 압력에 의해 미세조류의 세포막이 파손되도록 함으로써 세포막 내에 축적된 지질이 외부로 유출되도록 하는 것이다.

이와 같이 미세조류로부터 지질을 추출하기 위해 물리적인 힘을 이용하여 세포막을 파쇄하고, 이를 통해 지질이 외부로 흘러나오도록 하면, 별도의 화학약품을 사용하지 않고도 미세조류의 지질을 효율적으로 추출하는 것이 가능해진다.

도 1에 도시된 실시예는 절연체(21a,22a)로 피복된 좌우 양측의 두 전극(21,22)이 독립된 전극으로 구비되어 챔버(10) 내에 각각 별도로 삽입되는 실시예로서, 두 전극(21,22)이 챔버(10) 양쪽에서 좌우 대칭형 구조를 이루고 있는 실시예이며, 예시된 바와 같이 두 전극(21,22)이 구형의 챔버(10) 내 중심부를 향해 반경 방향으로 길게 삽입될 수 있다.

이때, 두 전극(21,22) 사이에 연결되는 와이어(23)는 구형의 챔버(10) 내 중심부에 위치된다.

또한 두 전극(21,22) 중 어느 한 전극, 예컨대 접지 전극(22)은 챔버(10) 내부에 삽입된 상태로 고정 설치되는 고정형 전극이 될 수 있고, 이때 고전압 전극(21)은 지질 추출 후 챔버(10) 외부로 빼냈다가 와이어(23) 교체 후 다시 챔버 내부로 삽입하는 삽입형 전극이 된다.

물론, 그 반대가 될 수도 있는데, 고전압 전극(21)이 고정형 전극이 되고, 접지 전극(22)이 새로운 와이어(23)를 고정하여 삽입하는 삽입형 전극이 될 수 있다.

이와 같이 전기폭발시마다 삽입형 전극(예, 고전압 전극)에 새로운 와이어를 고정하고, 반대쪽 전극인 고정형 전극(예, 접지 전극)에 와이어가 접촉될 수 있도록 와이어가 고정된 삽입형 전극을 챔버 내부에 삽입한 다음, 고전압을 고전압 전극을 통해 인가하여 전기폭발이 이루어지도록 하는바, 이러한 과정은 전기폭발에 의한 지질 추출 과정이 완료될 때마다 반복하게 된다.

또한 지질 추출 과정을 완료하고 나면, 지질이 추출된 액체를 리크홀(11) 등을 통해 챔버(10) 외부로 배출하고, 이어 삽입형 전극을 빼내어 새로운 와이어(23)를 삽입형 전극에 고정한 뒤 다시 챔버 내부로 삽입하며, 이후 처리 대상의 미세조류가 포함된 새로운 액체를 다시 리크홀을 통해 챔버 내부에 주입하고, 이어 고전압을 인가하여 지질을 추출하게 된다.

상기와 같이 와이어(23)에 고전압이 인가되면, 액중의 와이어가 순간적으로 플라즈마 기체 상태로 바뀌면서 고압으로 액체를 밀어내는 충격파가 발생하고, 이 순간적인 고압의 충격파 압력이 챔버(10) 내 액체에 존재하는 미세조류에 가해지게 된다.

이에 충격파 압력 조건 하에 놓이게 되는 미세조류에서는 외부와 내부의 압력차에 의해 세포막이 파쇄되면서 지질이 세포막 밖으로 유출된다.

이때, 세포막 내부의 압력에 비해 매우 강한 압력을 세포막의 외부에서 가해줌으로써, 세포막 분쇄와 더불어 내부의 지질이 외부로 유출되는 형태, 또는 세포막의 일부 파쇄 후 압력에 의해 미세조류 내부의 지질을 짜내는 형태로 지질의 추출이 이루어진다.

이러한 방식에서 규조류와 같이 세포막이 비교적 딱딱한 종류는 더욱 효과적으로 세포막이 파쇄되므로 지질 추출에 보다 유리한 점이 있다.

한편, 챔버 내에 설치되는 전극들은 도 1의 실시예와 같이 좌우 대칭형 구조 외에 동축형나 평행형 구조로 구성될 수도 있으며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 전극(21,22)이 동축형 구조로 구성된 실시예를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 고전압 전극(21)과 접지 전극(22)으로 동축케이블 형태의 일체형 전극 구조가 적용될 수 있으며, 중앙에 위치되는 전극(21)과 외곽에 위치되는 전극(22)은 그 사이의 절연피복(중앙의 전극을 둘러싸고 있는 절연피복)(21b)에 의해 절연된다.

또한 외곽의 전극(22) 역시 외부의 절연피복(22b)에 의해 둘러싸여 절연되며, 중앙의 전극(21) 선단부와 외곽의 전극(22) 선단부 사이에 와이어(23)가 연결되어 고정된다.

이러한 동축케이블 형태의 전극 구성은 와이어 교체와 챔버 내 전극 설치가 도 1의 실시예에 비해 보다 용이한 이점이 있고, 와이어(23)를 고정한 뒤 간단히 리크홀(11)을 통해 챔버(10) 내부에 삽입하면 이용이 가능하다.

동축케이블 형태의 전극이 사용되는 경우에도 와이어(23)가 챔버(10) 내부의 중심부에 위치하도록 전극(21,22)이 챔버(10) 내부에 삽입되며, 이 경우 전기폭발이 이루어지는 와이어(23)로부터 주변 영역으로 고르게 충격파가 전달될 수 있다.

그리고, 도 1의 실시예와 도 2의 실시예 모두에서 각 전극(21,22)은 미도시된 챔버(10) 외부의 지그장치에 장착된 상태에서 챔버 내부에 삽입되어 위치될 수 있다.

또한 평행형 구조의 전극은 고전압 전극과 접지 전극이 절연 상태로 챔버 내부에 나란하게 삽입되어 배치되는 전극 구조로서, 이 역시 고전압 전극과 접지 전극 사이에 와이어를 연결하여 고정한 뒤 리크홀 등을 통해 챔버 내부로 삽입된다.

평행형 구조의 전극에서 고전압 전극을 통해 와이어에 고전압을 인가하여 순간적인 전기폭발 및 충격파를 발생시키는 것은 위에서 설명한 바와 같다.

전기폭발 및 충격파에 의해 챔버 내 액체에 유출된 지질은 물과 기름이 쉽게 분리될 수 있는 것처럼 별도의 회수 공정이나 화학약품의 사용 없이도 액체로부터 쉽게 분리하는 것이 가능하다.

이와 같이 하여, 본 발명의 미세조류 처리 장치는 화학약품의 사용 없이 액중 전기폭발에 의해 발생하는 충격파를 이용하여 미세조류 내 지질을 추출하는 방식으로서, 수분을 제거한 뒤 지질을 추출하는 종래의 방식에 비해 수중에서 지질을 바로 추출할 수 있으므로 건조 및 회수 과정에서 발생하는 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

특히, 종래의 방식에 비해 저렴한 비용으로 바이오디젤을 대량 생산하는 것이 가능하여 바이오디젤의 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있고, 경제성을 크게 개선할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

10 : 챔버 11 : 리크홀
20 : 액중 전기폭발 장치 21 : 고전압 전극
22 : 접지 전극 23 : 와이어
24 : 고전압 전원장치

Claims (8)

1. 처리 대상의 미세조류가 포함된 액체가 주입되어 채워지는 챔버와;
   챔버 내부에 삽입되어 위치되는 고전압 전극 및 접지 전극, 상기 챔버 내부에서 고전압 전극과 접지 전극 사이를 연결하도록 위치되는 와이어를 포함하는 액중 전기폭발 장치;
   를 포함하며, 고전압 전원장치로부터 고전압 전극에 전압이 인가될 때 상기 와이어의 액중 전기폭발에 의해 발생하는 충격파의 압력이 챔버 내 액중의 미세조류에 가해지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 챔버는 그 내벽이 형성하는 내부공간의 형상이 전체적으로 구형으로 이루어진 챔버인 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   고전압 전극과 접지 전극이 절연체에 의해 피복된 상태로 챔버 내부에 각각 별도 삽입되는 독립된 전극으로 구비되고, 두 전극 중 어느 하나가 챔버 내부에 미리 삽입된 상태에서 와이어가 고정된 다른 하나의 전극이 삽입되는 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 고전압 전극과 접지 전극은 절연체에 의해 피복되어 절연되는 동축형의 일체 전극이고, 챔버 내부에 삽입된 고전압 전극과 접지 전극의 선단부 사이에 와이어가 연결되는 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 고전압 전극과 접지 전극은 절연 상태로 챔버 내부에 나란하게 삽입되어 배치되는 평행형 전극인 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치.
   
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 두 전극 사이에 연결된 와이어가 챔버 내에서 중심부에 위치하도록 고전압 전극과 접지 전극이 챔버 내 중심부를 향해 길게 삽입되는 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치.
   
7. 청구항 1, 청구항 4, 또는 청구항 5에 있어서,
   상기 챔버 일측에는 처리 대상의 미세조류가 포함된 액체가 주입되는 부분이면서 전기폭발시에 액체 중 일부가 배출되도록 하여 챔버에 작용하는 충격파 압력 중의 일부를 해소하기 위한 리크홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   고전압 전극과 접지 전극이 상기 리크홀을 통해 챔버 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 액중 전기폭발을 이용한 미세조류 처리 장치.
   
   

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